Poduzeća i domovi troše velike količine vode. Ovi digitalni pokazatelji nisu samo dokaz određene vrijednosti koja pokazuje potrošnju.

Osim toga, oni pomažu u određivanju promjera asortimana cijevi. Mnogi ljudi vjeruju da je izračunavanje protoka vode na temelju promjera cijevi i tlaka nemoguće, budući da su ti koncepti potpuno nepovezani.

Ali praksa je pokazala da to nije tako. Prolazne mogućnosti vodoopskrbne mreže ovise o mnogim pokazateljima, a prvi na ovom popisu bit će promjer asortimana cijevi i tlak u glavnom.

Preporuča se izračunati kapacitet cijevi ovisno o njegovom promjeru u fazi projektiranja izgradnje cjevovoda. Dobiveni podaci određuju ključne parametre ne samo kućne, već i industrijske autoceste. O svemu tome će se dalje raspravljati.

Izračunajte kapacitet cijevi pomoću online kalkulatora

PAŽNJA! Da biste ispravno izračunali, morate imati na umu da je 1 kgf / cm2 = 1 atmosfera; 10 metara vodenog stupca = 1 kgf/cm2 = 1 atm; 5 metara vodenog stupca = 0,5 kgf/cm2 i = 0,5 atm, itd. Razlomci se unose u online kalkulator kroz točku (Na primjer: 3,5 a ne 3,5)

Unesite parametre za izračun:

Koji čimbenici utječu na propusnost tekućine kroz cjevovod?

Kriteriji koji utječu na opisani pokazatelj čine veliki popis. Ovo su neki od njih.

1. Unutarnji promjer koji cjevovod ima.
2. Brzina protoka, koja ovisi o tlaku u cjevovodu.
3. Materijal uzet za proizvodnju asortimana cijevi.

Brzina protoka vode na izlazu iz glavnog kanala određena je promjerom cijevi, jer ova karakteristika, zajedno s ostalima, utječe na propusnost sustava. Također, pri izračunavanju količine potrošene tekućine ne može se odbaciti debljina stijenke, koja se određuje na temelju očekivanog unutarnjeg tlaka.

Moglo bi se čak tvrditi da na definiciju "geometrije cijevi" ne utječe samo duljina mreže. A presjek, tlak i drugi čimbenici igraju vrlo važnu ulogu.

Osim toga, neki parametri sustava imaju neizravan, a ne izravan učinak na protok. To uključuje viskoznost i temperaturu dizanog medija.

Ukratko, možemo reći da vam određivanje propusnosti omogućuje točno određivanje optimalne vrste materijala za izgradnju sustava i odabir tehnologije koja se koristi za njegovu montažu. Inače, mreža neće funkcionirati učinkovito i zahtijevat će česte hitne popravke.

Obračun potrošnje vode po promjer okrugla cijev, ovisi o svom veličina. Posljedično, preko većeg poprečnog presjeka, značajna količina tekućine će se kretati unutar određenog vremenskog perioda. Ali kada se izvode izračuni i uzima u obzir promjer, ne može se odbaciti pritisak.

Ako ovaj izračun razmotrimo na konkretnom primjeru, ispada da će manje tekućine proći kroz metar dug cijevni proizvod kroz rupu od 1 cm tijekom određenog vremenskog razdoblja nego kroz cjevovod koji doseže visinu od nekoliko desetaka metara. To je prirodno, jer će najviša razina potrošnje vode na mjestu doseći najveće vrijednosti pri maksimalnom tlaku u mreži i pri najvećim vrijednostima njezinog volumena.

Gledaj video

Izračuni sekcija prema SNIP 2.04.01-85

Prije svega, morate razumjeti da je izračun promjera propusta složen inženjerski proces. To će zahtijevati posebno znanje. Ali pri izvođenju domaće konstrukcije propusta, hidraulički proračuni poprečnog presjeka često se provode neovisno.

Ova vrsta projektnog proračuna brzine protoka za propust može se izvesti na dva načina. Prvi su tablični podaci. Ali, okrećući se tablicama, morate znati ne samo točan broj slavina, već i spremnike za prikupljanje vode (kupke, umivaonici) i druge stvari.

Samo ako imate ove informacije o sustavu propusta, možete koristiti tablice koje daje SNIP 2.04.01-85. Koriste se za određivanje volumena vode na temelju opsega cijevi. Evo jedne takve tablice:

Vanjski volumen asortimana cijevi (mm)

Približna količina dobivene vode u litrama po minuti

Približna količina vode, izračunata u m3 po satu

Ako se usredotočite na standarde SNIP-a, u njima možete vidjeti sljedeće - dnevna količina vode koju konzumira jedna osoba ne prelazi 60 litara. To je pod uvjetom da kuća nije opremljena tekućom vodom, au situaciji s udobnim stanovanjem, ovaj volumen se povećava na 200 litara.

Jasno je da su ovi podaci o volumenu koji pokazuju potrošnju zanimljivi kao informacija, ali stručnjak za cjevovod morat će odrediti potpuno druge podatke - to je volumen (u mm) i unutarnji tlak u cjevovodu. To se ne može uvijek pronaći u tablici. A formule vam pomažu da točnije saznate ove informacije.

Gledaj video

Već je jasno da dimenzije presjeka sustava utječu na hidraulički proračun potrošnje. Za kućne izračune koristi se formula protoka vode, koja pomaže u dobivanju rezultata s obzirom na tlak i promjer proizvoda cijevi. Evo formule:

Formula za izračun na temelju tlaka i promjera cijevi: q = π×d²/4 ×V

U formuli: q pokazuje potrošnju vode. Izračunava se u litrama. d je veličina presjeka cijevi, prikazana je u centimetrima. A V u formuli je oznaka za brzinu kretanja protoka, prikazana je u metrima u sekundi.

Ako se vodovodna mreža napaja vodotornjem, bez dodatnog utjecaja tlačne pumpe, tada je brzina protoka približno 0,7 - 1,9 m/s. Ako je priključen bilo koji pumpni uređaj, putovnica za njega sadrži podatke o koeficijentu generiranog tlaka i brzini kretanja protoka vode.

Ova formula nije jedina. Ima ih mnogo više. Mogu se lako pronaći na internetu.

Uz prikazanu formulu, treba napomenuti da unutarnje stijenke cijevnih proizvoda imaju ogroman utjecaj na funkcionalnost sustava. Na primjer, plastični proizvodi imaju glatku površinu od svojih čeličnih pandana.

Iz tih razloga, koeficijent otpora plastike je znatno manji. Osim toga, na ove materijale ne utječu korozivne formacije, što također ima pozitivan učinak na propusnost vodoopskrbne mreže.

Određivanje gubitka glave

Prolaz vode izračunava se ne samo promjerom cijevi, već se izračunava padom tlaka. Gubici se mogu izračunati pomoću posebnih formula. Koje formule koristiti, svatko će odlučiti za sebe. Za izračun potrebnih vrijednosti možete koristiti različite opcije. Ne postoji jedinstveno univerzalno rješenje za ovo pitanje.

Ali prije svega, potrebno je zapamtiti da se unutarnja zračnost prolaza plastične i metalno-plastične strukture neće promijeniti nakon dvadeset godina službe. I unutarnji zazor prolaza metalne konstrukcije s vremenom će postati manji.

A to će dovesti do gubitka nekih parametara. Sukladno tome, brzina vode u cijevi u takvim strukturama je drugačija, jer će u nekim situacijama promjer nove i stare mreže biti znatno drugačiji. Vrijednost otpora u liniji također će se razlikovati.

Također, prije izračuna potrebnih parametara za prolaz tekućine, morate uzeti u obzir da je gubitak brzine protoka vode povezan s brojem zavoja, armatura, volumenskih prijelaza, prisutnošću zapornih ventila i sile od trenja. Štoviše, sve to pri izračunavanju protoka mora se provesti nakon pažljive pripreme i mjerenja.

Izračunavanje potrošnje vode jednostavnim metodama nije lako. Ali, ako imate i najmanjih poteškoća, uvijek se možete obratiti stručnjacima za pomoć ili upotrijebiti online kalkulator. Tada možete računati na činjenicu da će instalirana vodovodna ili grijaća mreža raditi s maksimalnom učinkovitošću.

Video - kako izračunati potrošnju vode

Gledaj video

Pretpostavlja se da brzina kretanja vode u gravitacijskim cijevima nije manja od brzine protoka vode u rijeci.

Prihvaćaju se standardni promjeri cijevi, zaokružujući one dobivene izračunom prema dolje. Na temelju prihvaćenog promjera određuje se stvarna brzina u gravitacijskoj cijevi, koja mora biti veća od proračunske. Ta se brzina zatim provjerava pri visokim vodostajima, tj. poplava, kada se, kako bi se osiguralo minimalno zamuljivanje, cijeli tok prolazi kroz jednu liniju.

Prihvaćeni promjer gravitacijskih cjevovoda D (in m) mora se provjeriti fini sediment bez mulja koji se prenosi kroz cijev u količini ρ (in kg/m3), s ponderiranom prosječnom hidrauličkom veličinom ω, m/sek, prema formuli (6) i pokretljivosti sedimenta veličine d zahvaćenog u cijevi i povučenog po dnu, m, prema formuli (7)

(6)

gdje je V brzina protoka vode u gravitacijskim linijama, m/s;

u je brzina taloženja suspendiranih čestica u protoku; u≈0,07∙V m/sek;

D – promjer gravitacijskih linija, m;

A – parametar uzet jednak 7,5-10;

d – promjer čestice, m.

Promjer gravitacijskih vodozahvatnih vodova mora osigurati mogućnost hidrauličkog uklanjanja taloga nataloženog u njima.

Sifonske cijevi dopušteno je koristiti u vodozahvatima kategorije II i III. Ove cijevi, kao što je prethodno navedeno, izrađene su od zavarenih čeličnih cijevi; pretpostavlja se da je njihov broj najmanje dvije.

Promjer sifonskih cijevi određen je brzinom protoka tijekom normalnog rada vodozahvata i brzinom kretanja vode u njima 0,7-1,2 m/sek.

Najveću količinu vakuuma treba stvoriti na gornjoj točki sifona, na kojoj je ugrađen kolektor zraka spojen na vakuumsku pumpu. Dopuštena visina sifona, jednaka razlici između nadmorske visine njegove gornje točke i niske razine vode (LW), određuje se u hitnom načinu rada pomoću formule:

gdje je dopušteni vakuum na najvišoj točki sifona, uzet 0,6-0,7 mPa;

– gubitak tlaka po duljini sifona od prihvatne točke do kolektora zraka, m;

∑ξ – zbroj lokalnih koeficijenata otpora u sifonu;

V je brzina kretanja vode u sifonskom vodu tijekom hitnog načina rada, m/sek;

h in – gubitak tlaka u uzlaznoj grani sifona, m.

Ukupni gubitak tlaka u sifonskom vodu i spremniku vode:

h=h u +һ n +һ riješiti, m(9)

gdje je h n – gubitak tlaka po duljini i lokalni otpor sifona, m;

h riješiti – gubitak tlaka u mreži, m.

Gubitak tlaka u rešetkama 0,03-0,06 m.

Proračun se vrši za uvjete normalnog i hitnog rada vodozahvata.

Promjer gravitacijskih cijevi određuje se s UNV brzinom protoka pri normalnim radnim uvjetima vodozahvata i brzinom kretanja vode od 0,7...2,0 m/s (tablica 14) Brzina kretanja vode u gravitacijskim cjevovodima. uzima se da nije manja od brzine protoka vode u rijeci s UNV. Broj gravitacijskih vodova mora biti najmanje dva. Pri polaganju gravitacijskih cjevovoda za vodu spuštanjem pod vodu koriste se čelične cijevi s pojačanom izolacijom.

Vodovodi se u plovnim područjima ukopavaju ispod riječnog dna najmanje 0,8-1,5 m kako bi se zaštitili od ispiranja riječnim tokom, abrazije pijeskom i oštećenja sidrima brodova i splavi. Vodovod ne smije imati oštre zavoje, suženja ili proširenja. Mogu se polagati vodoravno, s izravnim i obrnutim nagibom.

Promjer cijevi:

gdje je Q R- izračunata brzina protoka jedne sekcije jednaka 0,8 m 3 /S;

V izračun- brzina projektiranja.

Prihvaćamo prema rasponu cijevi d činjenica=800 mm.

Stvarna brzina:

Zapravo, brzina u gravitacijskim cijevima mora ispunjavati dva uvjeta:

A) mora biti veća od kritične, tj. brzine pri kojoj ne dolazi do zamuljivanja cijevi nošenih sedimentom:

V f > V kr,

gdje je: - količina nanosa, kg/m 3 ;

w - ponderirana prosječna hidraulička veličina, m/s;

d je promjer cijevi, m;

u je brzina taloženja suspendiranih čestica u protoku, m/s;

g - ubrzanje slobodnog pada, m/s 2 .

Nađimo brzinu u cjevovodu u hitnom načinu rada:

Uvjet V f >V kr provodi se jer 1,6>1,406.

b) mora biti veća od brzine kojom se talog veličine čestica D, m, hvata u cijevi

Izaberimo presjek 1-1 po slobodnoj površini tekućine u spremniku A, presjek 2-2 - po slobodnoj površini tekućine u spremniku B (slika 7). Usporedna ravnina kompatibilna je s odjeljkom 2-2.

Slika 7 - Shema za proračun promjera gravitacijskog cjevovoda

Napravimo Bernoullijevu jednadžbu za odjeljke 1-1 i 2-2:

U ovom slučaju:

Budući da su razine u spremnicima A i B konstantne, pritisci brzine su jednaki nuli.

Zamjenom svih vrijednosti u Bernoullijevu jednadžbu (7.1), dobivamo:

Gubitak glave:

U stacionarnim uvjetima razine u spremnicima su konstantne, tada je protok tekućine kroz gravitacijski cjevovod jednak. Prema tome, prosječna brzina tekućine u gravitacijskom cjevovodu:

Zamjenom izraza (7.3) uzimajući u obzir (7.4) u (7.2), dobivamo:

Jednadžbu (7.5) rješavamo grafičko-analitičkom metodom. S obzirom na vrijednost promjera gravitacijskog cjevovoda, izgradit ćemo grafikon ovisnosti potrebnog tlaka

Reynoldsov broj:

Zbog toga je režim strujanja turbulentan. Tada se koeficijent gubitka trenja duž duljine određuje pomoću Altschulove formule:

gdje je: - hrapavost (rabljenih) cijevi od lijevanog željeza.

Izračunajmo koristeći formulu (7.5) potreban tlak za prolaz protoka na vrijednosti promjera gravitacijskog cjevovoda:

Budući da je dobivena vrijednost, sljedeće vrijednosti promjera potrebno je smanjiti.

Provedimo slične izračune za brojne druge vrijednosti promjera. Rezultate izračuna sažimamo u tablici 2.

Tablica 2 - Rezultati proračuna potrebnog tlaka

Na temelju podataka u tablici 2 konstruiramo graf ovisnosti (slika 8) i na temelju vrijednosti odredimo promjer gravitacijskog cjevovoda.

Slika 8 - Grafikon ovisnosti

Dobivamo prema rasporedu.

IZGRADNJA KARAKTERISTIKA MREŽE

U stacionarnim radnim uvjetima instalacije, kada se brzina protoka u cjevovodnom sustavu ne mijenja tijekom vremena, tlak koji razvija crpka jednak je potrebnom tlaku instalacije

Tada je, prema formuli (4.2), potreban instalacijski tlak:

Mrežni tlak:

Konstruirajmo karakteristiku mreže koristeći ovisnosti (8.1) i (8.2) i metodu za određivanje gubitaka tlaka iz paragrafa 2.

Razmislimo o trošku.

Odredimo prosječne brzine, režim strujanja i koeficijente otpora trenja za svaki dio cjevovoda.

Za promjer usisnog voda:

Reynoldsov broj:

Zbog toga je režim strujanja u usisnom vodu turbulentan.

Za promjer cjevovoda:

prosječna brzina tekućine:

Reynoldsov broj:

Za promjer cjevovoda:

prosječna brzina tekućine:

Reynoldsov broj:

Posljedično, režim strujanja u cjevovodu s promjerom je turbulentan.

Za promjer cjevovoda:

prosječna brzina tekućine:

Reynoldsov broj:

Posljedično, režim strujanja u cjevovodu s promjerom je turbulentan.

Gubitak tlaka u usisnom vodu

gdje je: - gubitak tlaka zbog trenja po duljini;

Lokalni gubici tlaka;

odnosno, koeficijent otpora trenja i zbroj koeficijenata lokalnog otpora u usisnom vodu.

Odredimo koeficijent hidrauličkog otpora pomoću Altschulove formule:

Za lokalne otpore usisnog voda:

usisna kutija s povratnim ventilom s koeficijentom otpora;

ventil (kada je potpuno otvoren).

Dobivamo:

Izračunajmo gubitak tlaka u usisnom vodu:

Na sličan način određujemo gubitak tlaka u ispusnom vodu:

Budući da je režim strujanja u tlačnom vodu turbulentan u svim dionicama, a područje hidrauličkog otpora je prijelazno, odredit ćemo koeficijente otpora trenja pomoću formule Altschul:

Lokalni otpor odvodnog voda:

dva rotacijska zavoja s koeficijentom otpora

regulacijski ventil s koeficijentom otpora

zakretno koljeno s koeficijentom otpora

na dijelu cjevovoda promjera:

zakretno koljeno s koeficijentom otpora

na dijelu cjevovoda promjera:

zakretno koljeno s koeficijentom otpora

Venturijev mjerač protoka s koeficijentom otpora

Izračunajmo gubitak tlaka u ispusnom vodu:

Ukupni gubici tlaka u cjevovodu:

Potreban tlak ugradnje:

Mrežni tlak:

Provedimo izračune za druge brzine protoka. Rezultate izračuna sažimamo u tablici 3.

tlačni cjevovod pump tank tank

Tablica 3 - Rezultati proračuna za konstrukciju mrežnih karakteristika

Hidraulički proračun slobodnostrujnih (gravitacijskih) cjevovoda temelji se na uvjetu održavanja ravnomjernog ravnomjernog kretanja vode u cijevima prema dvije osnovne formule:

• formula kontinuiteta protoka

• Chezy formula

gdje je q protok tekućine, m 3 /s; ω — površina slobodnog presjeka, m2; V—brzina tekućine, m/s; R—hidraulički polumjer, m; i je hidraulički nagib (jednak nagibu cijevi pri ravnomjernom jednoličnom gibanju); C je Chezyjev koeficijent, ovisno o hidrauličkom radijusu i hrapavosti navlažene površine cjevovoda, m 0,5 / s.

Glavna poteškoća u provođenju hidrauličkih proračuna je određivanje Chezy koeficijenta.

Brojni istraživači predložili su vlastite univerzalne formule (empirijske ili poluempirijske ovisnosti), koje u jednom ili drugom stupnju opisuju ovisnost Chezyjevog koeficijenta o hidrauličkom radijusu, hrapavosti stijenki cjevovoda i drugim čimbenicima:

• formula N, N. Pavlovskog:

gdje je n relativna hrapavost stijenke cijevi; za određivanje eksponenta y koristi se formula

y=2,5·√n-0,13-0,75·√R·(√n-0,1)

• A. Manningova formula:

• formula A.D. Altshula i V.A. Ludova za određivanje y.

y=0,57-0,22 lgC

• formula A. A. Karpinskog:

y=0,29-0,0021·C.

Na temelju ovih i drugih sličnih ovisnosti konstruirane su hidrauličke proračunske tablice i nomogrami koji projektantima omogućuju izvođenje hidrauličkih proračuna gravitacijskih mreža i kanala izrađenih od različitih materijala. Preporuča se izračunati gravitacijske cjevovode slobodnog protoka koristeći dobro poznatu Darcy-Weisbach formulu:

i=λ/4R V 2 /2g

gdje je λ koeficijent hidrauličkog trenja; g—gravitacijsko ubrzanje, m/s 2 .

Chezyjev koeficijent može se definirati kao:

Od prethodno spomenutih formula dobivenih od strane domaćih istraživača, najviše ispitane i najbolje u skladu s eksperimentalnim podacima su formule N. N. Pavlovskog. Valjanost ovih formula potvrđena je i ispitana inženjerskom praksom, te je nedvojbena mogućnost njihove daljnje primjene za hidraulički proračun protočnih mreža od keramike, betona i opeke, odnosno onih materijala kod kojih je koeficijent hrapavosti n je reda veličine 0,013-0,014, kao i polimerni određeni faktori korekcije.

Aktualni trendovi široke uporabe novih cijevi od različitih materijala (uključujući polimere) tijekom popravaka i rekonstrukcije starih mreža dovode do toga da odvodna mreža gradova iz godine u godinu postaje sve heterogenija, što utječe na poteškoće procjena hidrauličkih pokazatelja, kao i poteškoća u radu, budući da se za svaki različiti dio cjevovoda moraju primijeniti odgovarajuće metode održavanja (na primjer, čišćenje itd.).

Za cjevovode izrađene od novih materijala trenutno ne postoje stroge hidrauličke ovisnosti za promjene koeficijenata C i λ. Štoviše, svaki proizvođač novih vrsta cijevi objavljuje vlastite, ponekad pristrane, kriterije za ocjenu hidrauličke kompatibilnosti cijevi izrađenih od različitih materijala. . Zadatak je još teži kada takvih materijala ima mnogo i svaki od njih nalazi svoju nišu pri popravljanju mreža. Kao rezultat, pojavljuje se neka vrsta mreže s "zakrpama". To ne isključuje hidrauličku neravnotežu, odnosno moguće negativne trendove povezane s poplavama na spojevima cijevi ili na određenim udaljenostima od spojeva.

Dakle, za svaku vrstu materijala cjevovoda ili zaštitnog premaza, poželjno je da projektant ima unificirane ovisnosti za promjene hidrauličkih karakteristika, tj. rezultate eksperimenata u punoj veličini za određivanje Chezyjevih, Darcyjevih koeficijenata i drugih parametara napravljenih cijevi. raznih materijala. Stoga je kao zaključak potrebno navesti važnost provođenja eksperimentalnih hidrauličkih istraživanja. Eksperimentalne vrijednosti Chezy koeficijenta dobivene tijekom pokusa na jednom promjeru mogu biti kriterij za približnu hidrauličku sličnost za prijelaz na druge promjere.